Pythonの集合と辞書で使える演算子とは？【初心者向けガイド】

Pythonで集合（Set）や辞書（Dictionary）を操作するための演算子について、初心者にもわかりやすく解説します。コード例と出力結果付きで、具体的な使い方をマスターしましょう。

1. 集合（Set）とは？重複なし要素のコレクション

集合は、重複する要素を持たない、順序付けられていない要素のコレクションです。波括弧 {} で囲んで定義します。集合は変更可能です（mutable）。

• 例：

  set = {'a', 'b', 'c', 'd', 'e'}
  print(set)
  

  Copy
  出力：

  {'c', 'b', 'd', 'e', 'a'}
  

  ※集合は順序を持たないため、出力順は定義時の順序と異なる場合があります。

2. Frozen集合とは？不変な集合

Frozen集合は、集合の不変な形式です。集合の集合を生成する際に役立ちます。

• key in s: 指定されたキーが集合に含まれているかどうかをチェックします。

• key not in s: 指定されたキーが集合に含まれていない場合に True を返します。

• 例：

  s = {4, 5, 8, 6, 3, 2, 5}
  key = 3
  x = key in s  # 包含チェック
  y = key not in s # 非包含チェック
  print(x, y)
  

  Copy

  出力：

  True False
  

3. 集合の比較演算子（==, !=）

• s1 == s2: s1 と s2 が同値かどうかをチェックします。つまり、s1 のすべての要素が s2 に含まれ、かつ s2 のすべての要素が s1 に含まれる場合に True を返します。

• s1 != s2: s1 と s2 が同値でないかどうかをチェックします。少なくとも1つの要素が s1 に含まれていない場合にTrueを返します。

• 例：

  s1 = {'t', 3, 6, 5, 7, 8, 4, 9}
  s2 = {5, 7, 8, 9, 't', 4, 3, 6}
  
  x = s1 == s2  # 同値チェック
  y = s1 != s2  # 非同値チェック
  print(x)
  print(y)
  

  Copy

  出力：

  True
  False
  

4. 集合の関係演算子（<=, <, >=, >）

集合の大小比較は、辞書式順序ではなく、部分集合、上位集合の関係に基づきます。

• s1 <= s2: s1 が s2 の部分集合かどうか（s1 の要素がすべて s2 に含まれるか）をチェックします。

• s1 < s2: s1 が s2 の真部分集合かどうか（s1 の要素がすべて s2 に含まれ、かつ s2 の要素がすべて s1 に含まれないか）をチェックします。

• s1 >= s2: s1 が s2 の上位集合かどうか（s2 の要素がすべて s1 に含まれるか）をチェックします。

• s1 > s2: s1 が s2 の真上位集合かどうか（s2 の要素がすべて s1 に含まれ、かつ s1 の要素がすべて s2 に含まれないか）をチェックします。

• 例：

  s1 = {2, 5, 3, 7, 'c', 'a', 8}
  s2 = {3, 7, 8, 'c'}
  
  w = s1 <= s2  # 部分集合チェック
  x = s1 < s2   # 真部分集合チェック
  y = s1 >= s2  # 上位集合チェック
  z = s1 > s2   # 真上位集合チェック
  print(w, x, y, z)
  

  Copy

  出力：

  False False True True
  

5. 集合の論理演算子（|, &, -, ^）

• s1 | s2: s1 と s2 の和集合を返します（両方の集合のすべての要素、重複は除く）。

• s1 & s2: s1 と s2 の積集合を返します（両方の集合に共通する要素）。

• s1 - s2: s1 と s2 の差集合を返します（s1 に含まれ、s2 に含まれない要素）。

• s1 ^ s2: s1 と s2 の対称差を返します（s1 または s2 のどちらか一方にのみ含まれる要素）。

• 例：

  s1 = {2, 5, 3, 7, 'c', 'a', 8}
  s2 = {3, 7, 8, 'c', 9, 11, 'd'}
  
  w = s1 | s2  # 和集合
  x = s1 & s2  # 積集合
  y = s1 ^ s2  # 対称差
  z = s1 - s2  # 差集合
  print(w)
  print(x)
  print(y)
  print(z)
  

  Copy

  出力：

  {2, 3, 5, 'a', 7, 8, 9, 11, 'd', 'c'}
  {8, 'c', 3, 7}
  {2, 5, 9, 'd', 11, 'a'}
  {2, 5, 'a'}
  

6. 辞書（Dictionary）とは？キーと値のペア

辞書は、キーとそれに関連付けられた値のマッピングです。波括弧 {} を使用して作成します。

• 例：

  d = {'jupiter': 'planet', 'sun': 'star'}
  print(d)
  

  Copy

  出力：

  {'jupiter': 'planet', 'sun': 'star'}
  
  

7. 辞書の演算子

• d[key]: キーに関連付けられた値を取得します。

• d[key] = value: キーに関連付けられた値を設定またはリセットします。

• del d[key]: キーとその関連付けられた値を削除します。

• 例：

  dict = {'math': 45, 'english': 60, 'science': 65, 'computer science': 70}
  
  x = dict['science']  # science の値を取得
  print(x)
  
  dict['english'] = 80 # english の値を再割り当て
  print(dict)
  
  del dict['math']     # math を削除
  print(dict)
  

  Copy

  出力：

  65
  {'math': 45, 'english': 80, 'science': 65, 'computer science': 70}
  {'english': 80, 'science': 65, 'computer science': 70}
  

8. 辞書の包含演算子

• key in d: 指定されたキーが辞書に含まれているかどうかをチェックします（包含チェック）。

• key not in d: 指定されたキーが辞書に含まれていない場合に True を返します（非包含チェック）。

• 例：

  dict = {'math': 45, 'english': 60, 'science': 65, 'computer science': 70}
  
  x = 'english' in dict # 包含チェック
  y = 'hindi' not in dict   # 非包含チェック
  print(x)
  print(y)
  

  Copy

  出力：

  True
  True
  

9. 辞書の比較演算子（==, !=）

• d1 == d2: 2つの辞書のキーと値のペアがすべて同じ場合に True を返します。

• d1 != d2: 2つの辞書のキーと値のペアが少なくとも1つ異なる場合に True を返します。

• 例：

  d1 = {'a': 5, 'b': 7, 'c': 9, 'e': 3}
  d2 = {'c': 9, 'a': 5, 'b': 7, 'e': 3}
  
  x = d1 == d2
  y = d1 != d2
  
  print(x)
  print(y)
  

  Copy

  出力:

  True
  False
  

まとめ：Pythonの集合と辞書を使いこなそう！

この記事では、Pythonの集合と辞書で使用できる様々な演算子について解説しました。これらの演算子を理解することで、データ操作や条件判定をより効率的に行えるようになります。ぜひ、実際のコードで試して、理解を深めてください。